JPH0556567B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は強磁性体金属の薄膜を記録膜とし、ビ
デオ、オーデイオおよびデータ等の信号を高密度
に記録する磁気記録媒体に関するものである。

従来の技術 高密度磁気記録を実現するための記録媒体とし
て、Co、Ni、Cr、Fe等の強磁性体金属の薄膜を
用いるものが注目され、その実用化が種々検討さ
れている。

磁気記録においては、強磁性体よりなる記録膜
と、電磁変換素子としての磁気ヘツドとの間隙が
大きい場合には損失を生じる。特に信号周波数の
高い領域における損失が顕著であり、高密度記録
においてはこの間隙を極力小さくしなければなら
ない。ビデオやオーデイオの信号記録および再生
においては、記録媒体と磁気ヘツドを接触させる
ことが多く、データ信号の場合でもフロツピーデ
イスクの様に比較的信頼性への要求がゆるやかな
場合は記録媒体と磁気ヘツドとは接触させてい
る。高い信頼性を要求される場合は磁気ヘツドを
記録媒体表面から浮上させて非接触にして用いる
が、この場合でも、記録媒体を例えば回転させる
時の起動時および停止時には両者が接触する様に
構成された装置が多い。さらに今後の高密度記録
化を考えると、理想的には、記録媒体と磁気ヘツ
ドが接触してかつ高い信頼性を確保することが必
要である。

すなわち、磁気記録においては、記録媒体と磁
気ヘツドとが接触するという点で、光による記録
方式と基本的に異なる課題を持つわけである。

さて、前述のCo、Cr、Ni、Fe等の強磁性体金
属を記録膜とする記録媒体においては、表面に保
護膜を形成しない場合にはこの磁気ヘツドとの接
触によつて、記録膜は短時間ではく離する等の損
傷を受けるため、有効な保護膜の形成が重要な課
題である。従来の、磁性粉末をバインダと混合し
て担体に塗布するような磁気記録媒体において
は、バインダ中に耐摩耗性および潤滑性を付与す
る物質を添加することによつて磁気ヘツドとの接
触によつて発生する問題を回避してきたが、強磁
性体金属薄膜の場合には、記録膜そのものに耐摩
耗性、潤滑性、耐環境性等の特性の向上を求めよ
うとすると、記録膜の磁気的性質の劣化が避けら
れない。従つて、これらの強磁性体金属薄膜を記
録膜とする場合には、この表面に保護膜を形成し
て耐摩耗性等を確保することが必要である。しか
しその様な保護膜は前述の磁気ヘツドとの間隙を
生じるものであり、その厚みは極力小さくなけれ
ばならない。

しかるに、従来、強磁性体金属薄膜の保護膜と
しては、有機物質からなる潤滑性材料を塗布もし
くは真空蒸着されたものが試みられてきたが、い
ずれも耐摩耗性に劣り、長時間の使用に耐えられ
なかつた。あるいはグラフアイト等の材料を真空
蒸着およびスパツタリグ等の手法で強磁性体金属
表面に無定形炭素の膜を形成するものが考えられ
ているが、これも潤滑性は改善されるものの、耐
摩耗性に対しては不十分である。

発明が解決しようとする問題点 以上に述べた様な材料を保護膜とする場合に
は、耐摩耗性が不十分であるために、保護膜の厚
みを大きくせざるを得ず、前述の磁気ヘツドとの
間隙を増大させ、大きな損失を生じてしまう。ま
たこれらの保護膜材料は、磁気ヘツドの接触摺動
によつて損耗するため、生じた微粉末が磁気ヘツ
ドの表面に付着し、時として、著しい再生信号出
力の低下等を生じるものである。

以上の問題点により、強磁性体金属薄膜を記録
膜とする高密度磁気記録装置の実用化は著しく制
限されており、この問題点を解決しない限り、本
来の高密度記録は達成されないと考えられる。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、強
磁性体金属よりなる記録膜の上に、耐摩耗性に優
れた保護膜を有する記録媒体を提供するものであ
る。

問題点を解決するための手段 以上に述べた様な従来の保護膜の問題点を解決
する手段として、ダイヤモンドを保護膜とするこ
とが考えられる。ダイヤモンドは物質中で最高の
硬度を示す結晶体であり、また化学的にも極めて
安定であり、耐摩耗性、耐環境性に優れた理想的
な保護膜材料と考えられる。ダイヤモンドの薄膜
を形成する技術に関しては以下に列記する如く、
多くの報告がなされている。

（参考文献） (1) 難波義捷：ダイヤモンド薄膜の低圧合成の研
究、応用機械工学、1984年７月号 (2) 松本精一郎：ダイヤモンドの低圧合成、現化
化学、1984年９月号 (3) 瀬高信雄：ダイヤモンドの低圧合成、日本産
業技術振興協会、技術資料No.138、59／６／20 しかしながら、いずれも未だ研究段階であり、
基板の高温加熱を要する成膜速度が低い、あるい
は広い面積にわたつて均一に成膜できない等の理
由により実用には至つていない。

我々は、ダイヤモンドに近い特性を示す高硬度
の炭素膜を形成する方法を開発した（黒川 他：
プラズマ・インジエクシヨンCVD法による高硬
度炭素膜の形成及び評価、昭和60年度精機学会春
季大会学術講演論文集、No.422）。

我々の開発した方法は、メタンガスを材料ガス
として10〜20Paの低圧力でこれをプラズマ化し、
プラズマ中の少くともイオンを加速電界によつて
基板に噴射し、基板を加熱することなく室温程度
の低温で、最高5000Å／分程度の高速で炭素膜を
形成することが可能なものであり、我々はプラズ
マ・インジエクシヨンCVD法と称している（以
後、PI−CVD法と略す）ここでCVDとは
Chemical Vaper Deposition（化学気相成長）の
略である。また、PI−CVD法の詳細については、
前記精機学会春季大会学術講演論文集の他にも、
例えば特願昭59−252205号、特願昭59−258038号
に記載されている。

PI−CVD法によつて形成した炭素膜は、SP³の
電子配置を含む、ダイヤモンドに近い接合状態の
非晶質であり、ビツカース硬度は2000Kg／mm²以上
であり耐摩耗性に優れる。鋼球を使用した摩擦係
数の測定等は0.1以下の値が得られ、潤滑剤を含
んだ磁気テープ等の摩擦係数と同等以下である。
さらに熱伝導率は0.6cal／cm・sec・℃程度とほ
ぼ金属並みであり、摩擦熱の放散にも優れてい
る。

しかし、PI−CVD法は、成膜可能な基板材質
に二つの条件がある。その第一は、基板材質は比
抵抗が10¹³Ω・cm程度以下であることが望まし
い。10¹³Ω・cm程度を超える材料は一般に良好な
電気絶縁材でありPI−CVD法においてはイオン
を基板に噴射するため、絶縁材においては帯電を
生じ、イオンを反発するため強固な膜を形成する
ことが出来ない。ただし、電子ビームを照射する
等の中和手段を付加すればこの限りではないが、
それでは装置構成が複雑となる等の欠点を生じる
ため好ましくない。

第二の条件として、基板材質は炭素との化学的
親和力が強く、形成される炭化物の原子間の結合
力が強いものであることが望ましい。

以上２つの条件を満足する材質は、Al、Be、
Co、Cr、Fe、Mn、Ni、Zr、Hf、Ｖ、Nb、Ta、
Mo、Ｗ等の金属もしくはそれらの主成分とする
合金、およびSi、Ge、Ｂ、SiC等の半導体であ
る。特に、Si、ＢおよびCrは炭素と共有結合等
の強い結合が可能である。

なお、PI−CVD法による高硬度炭素膜の比抵
抗は、成膜条件によるが、ほぼ10⁷〜10¹³Ω・cmの
範囲であり、当然のことながら、前記第一の条件
を満足している。

Co、Cr、Ni、Fe等の強磁性体金属は、以上に
述べたPI−CVD法による高硬度炭素膜の形成条
件を満足しており、この上に強固な保護膜を形成
することが可能となる。

作 用 以上に述べたように、Co、Cr、Ni、Fe等の強
磁性体金属よりなる記録膜上には、PI−CVD法
による高硬度炭素膜の形成が可能であり、特に
Co／Cr系の強磁性金属薄膜の場合には表面にCr
が多く偏在することが知られており、とりわけ強
固な膜が形成される。

この炭素膜はダイヤモンドに準じる特性を有
し、記録膜を極めて有効に保護することができ
る。さらに、炭素が非晶質状態であるために若干
の柔軟性を有しており、PET等のフレキシブル
な担体上の記録膜に対する保護膜としても有効で
ある。

また、膜の強度が高く耐摩耗性に優れるため、
膜の厚みは1000Å以下で良く、磁気ヘツドと間隙
を小さくすることが可能であつて、高密度記録に
も適している。磁気ヘツドとの接触状態に注意す
れば500Å以下の膜厚においても高い信頼性が得
られる。

PI−CVD法による高硬度炭素膜の比抵抗は前
述のように10⁷〜10¹³Ω・cmの範囲にあるが、この
程度の比抵抗の場合には10¹⁷Ω・cm程度を示すガ
ラス等に比べて、静電気の帯電が少ない。このた
めデイスク状磁気記録媒体の表面保護膜として用
いた場合に、磁気ヘツドの摺動や空気との摩擦に
よつて生じる帯電が軽減されるため、微小なゴミ
等の付着を防止することが出来る。

実施例 図に本発明の一実施例を示す。１はテープ状も
しくはカード状もしくはデイスク状等の形態をな
す担体であり、プラスチツク、ガラス、金属等の
非磁性材料よりなる。この上に、Co、Cr、Ni、
Fe等の強磁性体金属よりなる記録膜２が真空蒸
着、スパツタリング等の手段で形成されている。
この厚みは、1000Å程度であり、垂直磁気記録膜
として用いる場合等では、例えばCoを主成分と
し、Crを10〜20％添加することによりCoの柱状
組織が形成されその境界部にCrが偏析した構造
となつている。従つて、この場合には記録膜２の
表層部はCrリツチとなつている。担体１の記録
膜２と反対側の面に耐久性向上あるいは摩擦抵抗
減少等の目的のために、各種の表面処理がなされ
ていてもよい。

記録膜２の上には、高硬度炭素よりなる保護膜
３がPI−CVD法によつて形成されている。この
膜厚は1000Å以下、望ましくは500Å以下である
が、要求される信頼性および磁気記録再生装置の
構成に応じて適宜決定される。PI−CVD法によ
る成膜速度は最高5000Å／分も可能であり、連続
シート状の担体１に対しても、記録膜２を形成
後、連続してインライン処理が可能となる。ま
た、記録膜２の成膜速度と保護膜３の成膜速度が
異なり、後者の方が遅い場合にはバツチ処理を行
つてもよい。

保護膜３の比抵抗は10⁷〜10¹³Ω・cm程度であ
り、石英ガラス（10¹⁷Ω・cm）等に比べて小さ
く、連続シート状の担当１を真空蒸着装置等の内
部で走行させた場合にも帯電等のトラブルはあま
り発生しない。

発明の効果 強磁性体金属を記録膜とし、この上にPI−
CVD法による高硬度炭素を保護膜として形成す
ることにより、磁気ヘツドを保護膜表面に当接し
た状態で記録再生を行つた場合に、保護膜の硬度
が高く、摩擦係数が小さいこと、熱電導性が良い
こと、および化学的に安定であること等により、
磁気ヘツドに損傷を与えることなく、記録膜２を
長期にわたつて保護することが出来る。

さらに、比抵抗がガラス等に比べて小さいため
に、帯電によるゴミ等の付着も防止され、磁気ヘ
ツド、記録媒体の損傷を少なくすることができ
る。

以上述べた如く、本発明は強磁性体金属を記録
膜とする磁気記録媒体を用いて高密度記録を実現
する上で極めて有用なものである。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例における磁気記録媒体の
拡大断面図である。 １……担体、２……記録膜、３……保護膜。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 非磁性材の担体と、前記担体上に形成され
   た、強磁性体金属よりなる記録膜と、前記記録膜
   の上に保護膜としてダイヤモンド状非晶質炭素膜
   が形成された磁気記録媒体の製造方法であつて、
   前記ダイヤモンド状非晶質炭素膜は、炭化水素ガ
   スプラズマ中の少なくともイオンを加速して化学
   気相成長法により、ビツカース硬度2000Kg／mm²以
   上に形成されたことを特徴とする磁気記録媒体の
   製造方法。 ２ ダイヤモンド状非晶質炭素膜の比抵抗が、
   10⁷〜10¹³Ω・cmである特許請求の範囲第１項記載
   の磁気記録媒体の製造方法。